东汉的冀州主要就是现代的河北，廖化知道这里的煤铁资源丰富，特别是后世的开滦煤矿，井径煤矿，邯郸钢铁，这些都是大型矿藏，东汉时期根本没有后世的开采条件，只能用最简陋的方法。
采煤的巷道十分窄小、黑暗，没有保护措施，安全性很差。照明是煤壁上昏暗的小油灯；整条巷道没有任何通风工具。
此时矿工采用的是“高落式”采煤，即先用镢头沿煤层底部刨出一道深槽，上面的煤层没有依托而自然松落，俗称“刨根”；之后再由工人用“捅枪”将上方没有松落的煤层捅落下来，俗称“落垛”。
落在地上大块的煤炭，由专人负责背出去；小块的煤炭则装入小拖车，运到井口；在井口的矿工等煤筐装满后，摇动绳铃；地面上的工人听到铃响，就用辘轳将煤筐提出井口。
廖化将巷道拓宽，又用木头做好支架，提升安全性能，同时有专人日夜不停往采煤坑道鼓风，排出坑道内的瓦斯气体，防止瓦斯爆炸。下坑道前还用运煤小车，载上火把试验，安全后才安排矿工下井。
采矿则相对安全，铁矿石多数在表层，但是工程量比较大，大块矿石需要敲碎，有时还需要用大火焚烧，冷却，利用热胀冷缩使矿石碎裂。
在炼铁方面，廖化使用现代的高炉炼钢法，炼制出品质更高的钢。
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